Estudio vibracional, conformacional y teórico de moléculas sulfenilcarbonílicas, sulfeniltiocarbonílicas y relacionadas

Abstract

El objetivo inicial de este trabajo de tesis consistió en estudiar las reacciones fotoquímicas en matriz entre el OCS y moléculas halógenas e interhalógenas XY, (X, Y = Cl, Br, I). Dichos estudios, desarrollados en el capítulo 3, describen el análisis de los productos observados en las reacciones, utilizando la espectroscopía infrarroja y basándose en la química computacional como herramienta fundamental para la identificación de las especies nuevas o poco estudiadas. Asimismo, se proponen mecanismos de reacción fotoquímica gracias a la identificación de intermediarios en el proceso. Otro de los objetivos inicialmente planteados fue el estudio de las reacciones en matrices de la molécula análoga al OCS, el CS<SUB>2</SUB>, con moléculas halógenas e interhalógenas del mismo tipo. Dichas experiencias apuntaron a la obtención y el estudio de las nuevas moléculas XC(S)SY, la comparación de los diferentes canales y productos observados en la reacción con OCS, la identificación de intermediarios reactivos y la postulación de mecanismos de reacción. Los resultados obtenidos de la rica fotoquímica observada en las experiencias con CS<SUB>2</SUB> se describen en el capítulo 4. Con la culminación del análisis de las reacciones fotoquímicas descritas en los capítulos 3 y 4 se daba como satisfactorio el objetivo inicial del trabajo de tesis doctoral. Sin embargo, dado que en las reacciones fotoquímicas entre OCS y Cl<SUB>2</SUB> ó ICl, se propuso la formación del ClC(O)SSCl, molécula de la cual no se disponían hasta el momento evidencias experimentales suficientes, se planteó la posibilidad de sintetizar dicha sustancia por métodos químicos convencionales, para luego estudiarla en condiciones de matriz. De este modo, se podría confirmar con mayor certeza que el ClC(O)SSCl se forma en matrices por reacción fotoquímica entre OCS y Cl<SUB>2</SUB> ó ICl. La búsqueda bibliográfica derivada del propósito de síntetizar el compuesto ClC(O)SSCl, permitió conocer que el camino para su obtención consistía de un conjunto de reacciones que implicaban una serie de compuestos interesantes desde el punto de vista de esta tesis, encontrándose además que muchas de esas moléculas, carecían de estudios estructurales, vibracionales y teóricos. Es por ello que esta tesis queda visiblemente dividida en dos partes. La primera es el estudio de especies en condiciones de matriz con asistencia fotoquímica y la segunda consiste en la síntesis y el estudio de moléculas relacionadas, derivadas de la investigación realizada para la obtención del ClC(O)SSCl, las que resultaron tener escasos estudios del tipo vibracional y estructural. El capítulo 5 describe el estudio conformacional del cloroformiato de etilo, ClC(O)OCH<SUB>2</SUB>CH<SUB>3</SUB>, cuya idea de estudio surgió por el uso de este conocido reactivo en la síntesis del [(CH<SUB>3</SUB>)<SUB>2</SUB>CHOC(S)]<SUB>2</SUB>S. Dicho reactivo se usó en varios intentos por obtener esta molécula, pero luego fue descartado debido a su bajo rendimiento, optándose por otro método. La investigación realizada sobre el cloroformiato de etilo dejo ver la insuficiente información de la literatura en lo que refiere a su descripción conformacional, razón por la cual se decidió usar la técnica de fotoquímica de matrices como herramienta eficaz para la asignación, con alto grado de certeza, de las absorciones pertenecientes a cada confórmero. El capítulo 6 hace referencia al estudio vibracional, conformacional y teórico de la molécula [CH<SUB>3</SUB>OC(S)S]<SUB>2</SUB>, la cual se sintetizó en un comienzo para tratar de obtener el ClC(O)SSCl, sin embargo dicha ruta también fue descartada debido al bajo rendimiento del producto subsiguiente en la cadena de reacciones. En el capítulo 7 se estudia una molécula nueva, el (CH<SUB>3</SUB>)<SUB>2</SUB>CHOC(S)SC(O)OCH<SUB>3</SUB>, cuya idea de síntesis surge al observar, después de una intensa búsqueda bibliográfica, que dicha especie ha sido olvidada en las síntesis descritas para moléculas de éste tipo. Por tal razón se realiza un extenso estudio estructural, vibracional, fotoquímico y teórico por medio de diferentes técnicas experimentales que ratifican la obtención de la nueva especie. Los capítulos 8 al 11 muestran los estudios vibracionales, conformacionales y teóricos de los compuestos que forman parte de la síntesis en cadena para la obtención del ClC(O)SSCl. En primer lugar se encuentra el estudio de la especie [(CH<SUB>3</SUB>)<SUB>2</SUB>CHOC(S)S]<SUB>2</SUB> (capítulo 8), que a pesar de ser una especie usada en la industria, aun no ha sido descrita estructuralmente. De igual manera se presenta el estudio realizado sobre la segunda molécula en la reacción de pasos múltiples, el [(CH<SUB>3</SUB>)<SUB>2</SUB>CHOC(S)]<SUB>2</SUB>S, (capítulo 9) cuya descripción vibracional y conformacional es escasa y cuya estructura cristalina no ha sido reportada. La especie estudiada en el capítulo 10, como tercer paso en la síntesis, es el ClC(O)SSSC(O)Cl, descrita de manera escueta en la literatura. Por último en esta secuencia de reacciones se encuentra la obtención y el estudio del ClC(O)SSCl (capítulo 11), objetivo inicial de la segunda parte de este trabajo doctoral. En dicho capítulo además de realizar los estudios ya mencionados, se describe una mejora en la vía de síntesis, haciendo su obtención más rápida y eficiente. Como corolario de este trabajo de tesis se plantean perspectivas derivadas de la segunda parte de la tesis. En el capítulo 12 se describen a modo de perspectivas, los estudios iniciados con moléculas derivadas, que contienen los grupos -C(S)S- y -PR<SUB>1</SUB>R<SUB>2</SUB>. En dicho capítulo se da un esbozo del amplio camino que deja este trabajo de tesis doctoral. Allí se describen los estudios preliminares de moléculas nuevas que contiene los grupos antes mencionados. El objetivo principal al cual apuntan dichas investigaciones, en proceso al término de esta tesis, es la obtención de nuevos ligandos, especialmente con centros quirales, para ser usados en la química de coordinación. Asimismo se plantea la posibilidad de realizar estudios de tipo biológico sobre dichos compuestos, así como la posibilidad de utilizarlos en catálisis.